VoIP技术详细解析（精）

11、什么是udp协议?

UDP协议是英文UserDatagramProtocol的缩写，即用户数据报协议，主要用来支持那些需要在计算机之间传输数据的网络应用。包括网络视频会议系统在内的众多的客户/服务器模式的网络应用都需要使用UDP协议。UDP协议从问世至今已经被使用了很多年，虽然其最初的光彩已经被一些类似协议所掩盖，但是即使是在今天，UDP仍然不失为一项非常实用和可行的网络传输层协议。

与我们所熟知的TCP（传输控制协议）协议一样，UDP协议直接位于IP（网际协议）协议的顶层。根据OSI（开放系统互连）参考模型，UDP和TCP都属于传输层协议。

UDP协议的主要作用是将网络数据流量压缩成数据报的形式。一个典型的数据报就是一个二进制数据的传输单位。每一个数据报的前8个字节用来包含报头信息，剩余字节则用来包含具体的传输数据。

0UDP报头

UDP报头由4个域组成，其中每个域各占用2个字节，具体如下：

源端口号

目标端口号

数据报长度

校验值

UDP协议使用端口号为不同的应用保留其各自的数据传输通道。UDP和TCP协议正是采用这一机制实现对同一时刻内多项应用同时发送和接收数据的支持。数据发送一方（可以是客户端或服务器端）将UDP数据报通过源端口发送出去，而数据接收一方则通过目标端口接收数据。有的网络应用只能使用预先为其预留或注册的静态端口；而另外一些网络应用则可以使用未被注册的动态端口。因为UDP报头使用两个字节存放端口号，所以端口号的有效范围是从0到65535。一般来说，大于49151的端口号都代表动态端口。

数据报的长度是指包括报头和数据部分在内的总的字节数。因为报头的长度是固定的，所以该域主要被用来计算可变长度的数据部分（又称为数据负载）。数据报的最大长度根据操作环境的不同而各异。从理论上说，包含报头在内的数据报的最大长度为65535字节。不过，一些实际应用往往会限制数据报的大小，有时会降低到8192字节。

UDP协议使用报头中的校验值来保证数据的安全。校验值首先在数据发送方通过特殊的算法计算得出，在传递到接收方之后，还需要再重新计算。如果某个数据报在传输过程中被第三方篡改或者由于线路噪音等原因受到损坏，发送和接收方的校验计算值将不会相符，由此UDP协议可以检测是否出错。这与TCP协议是不同的，后者要求必须具有校验值。

UDPvs.TCP

UDP和TCP协议的主要区别是两者在如何实现信息的可靠传递方面不同。TCP协议中包含了专门的传递保证机制，当数据接收方收到发送方传来的信息时，会自动向发送方发出确认消息；发送方只有在接收到该确认消息之后才继续传送其它信息，否则将一直等待直到收到确认信息为止。

与TCP不同，UDP协议并不提供数据传送的保证机制。如果在从发送方到接收方的传递过程中出现数据报的丢失，协议本身并不能做出任何检测或提示。因此，通常人们把UDP协议称为不可靠的传输协议。

相对于TCP协议，UDP协议的另外一个不同之处在于如何接收突法性的多个数据报。不同于TCP，UDP并不能确保数据的发送和接收顺序。例如，一个位于客户端的应用程序向服务器发出了以下4个数据报

D1 D22 D333 D4444

但是UDP有可能按照以下顺序将所接收的数据提交到服务端的应用：

D333 D1 D4444 D22

事实上，UDP协议的这种乱序性基本上很少出现，通常只会在网络非常拥挤的情况下才有可能发生。

UDP协议的应用

也许有的读者会问，既然UDP是一种不可靠的网络协议，那么还有什么使用价值或必要呢？其实不然，在有些情况下UDP协议可能会变得非常有用。因为UDP具有TCP所望尘莫及的速度优势。虽然TCP协议中植入了各种安全保障功能，但是在实际执行的过程中会占用大量的系统开销，无疑使速度受到严重的影响。反观UDP由于排除了信息可靠传递机制，将安全和排序等功能移交给上层应用来完成，极大降低了执行时间，使速度得到了保证。

关于UDP协议的最早规范是RFC768，1980年发布。尽管时间已经很长，但是UDP协议仍然继续在主流应用中发挥着作用。包括视频电话会议系统在内的许多应用都证明了UDP协议的存在价值。因为相对于可靠性来说，这些应用更加注重实际性能，所以为了获得更好的使用效果（例如，更高的画面帧刷新速率）往往可以牺牲一定的可靠性（例如，会面质量）。这就是UDP和TCP两种协议的权衡之处。根据不同的环境和特点，两种传输协议都将在今后的网络世界中发挥更加重要的作用

12、什么是TCP/IP协议?　　　

TCP/IP 协议集确立了 Internet 的技术基础。TCP/IP 的发展始于美国 DOD （国防部）方案。 IAB （Internet 架构委员会）的下属工作组 IETF （Internet 工程任务组）研发了其中多数协议。 IAB 最初由美国政府发起，如今转变为公开而自治的机构。IAB 协同研究和开发 TCP/IP 协议集的底层结构，并引导着 Internet 的发展。TCP/IP 协议集记录在请求注解（RFC） 文件中，RFC 文件均由 IETF 委员会起草、讨论、传阅及核准。所有这些文件都是公开且免费的，且能在 IETF 网站上列出的参考文献中找到。

TCP/IP 协议覆盖了 OSI 网络结构七层模型中的六层，并支持从交换（第二层）诸如多协议标记交换，到应用程序诸如邮件服务方面的功能。TCP/IP 的核心功能是寻址和路由选择（网络层的 IP/IPV6 ）以及传输控制（传输层的 TCP、UDP）。

13、什么是RTP协议?　　　

实时传输协议（RTP）是一个Internet协议标准，它描述了程序管理多媒体数据实时传输的方式。最初在Internet工程任务组（IETF）的请求注解（RFC）1869中对RTP协议进行了描述，RTP由IETF的音视频传输工作组设计，它支持多个地域上分布的参与者的视频会议。RTP普遍应用于Internet的电话应用中。RTP本身并不保证多媒体数据的实时传输（因为这取决于网络特性），但是，当数据尽最大努力到达后它将提供必要的方法来管理这些数据。

16、什么是IPX/SPX协议?

英文原义：IPX/SPX 中文释义：IPX/SPX协议即IPX与SPX协议的组合

它是Novell公司为了适应网络的发展而开发的通信协议，具有很强的适应性，安装方便，同时还具有路由功能，可以实现多网段间的通信。其中，IPX协议负责数据包的传送；SPX负责数据包传输的完整性。在微软的NT操作系统中，一般使用NWLink IPX/SPX兼容协议和NWLink NetBIOX两种IPX/SPX的兼容协议，即NWLink协议，该兼容协议继承了IPX/SPX协议的优点，更适应Windows的网络环境。IPX/SPX协议一般可以应用于大型网络（比如Novell）和局域网游戏环境中（比如反恐精英、星际争霸）。不过，如果不是在Novell网络环境中，一般不使用IPX/SPX协议，而是使用IPX/SPX兼容协议，尤其是在Windows 9x/2000组成的对等网中。

17、什么是DISCARD协议?

英文原义：Discard Protocol

中文释义：抛弃协议

它的作用就是接收到什么抛弃什么，它对调试网络状态的一定的用处。基于TCP的抛弃服务，如果服务器实现了抛弃协议，服务器就会在TCP端口9检测抛弃协议请求，在建立连接后并检测到请求后，就直接把接收到的数据直接抛弃，直到用户中断连接。而基于UDP协议的抛弃服务和基于TCP差不多，检测的端口是UDP端口9，功能也一样。

18、什么是网守?

网守：是对网络端终（如电话）网关等呼叫和管理功能，它是VoIP网络系统的重要组成部分。

19、网守的功能：

（一）在IP电话中，网守处于高层，是用来管理IP电话网关的。总的来说网守的功能如下：一、RAS功能RAS部分的功能有用户认证、地址解析、带宽管理、路由管理、安全性管理、区域管理。

1、区域管理：由于IP Phone网络正在发展中，网络的拓扑结构各种各样，考虑到目前的发展趋势，网守在结构上应能适应各种结构，既能支持单网守、单区域，也能支持多网守、多区域；在多区域情况下，各个区域即可以建立平等和直接的联系，也可通过上级网守联系。每个区域可配置多个网守，以用于备份和负荷分担。每个网关保存两个网守的地址，网关启动后定期向网守发RRQ登录，如果登录失败，则向另一网守登录。登录时网守保存网关的登录生存周期，超时后未重新收到网关的RRQ则认为网关故障，将其状态置为不可用。

2、用户认证：网关用ARQ把用户卡号和密码发给网守，网守再把卡号和密码送给计费认证中心，如果计费认证中心认证通过，网守向网关发ACF，否则回ARJ。

3、地址解析：网关在用户认证完成后，接受被叫号码，接收完被叫号码后把号码用ARQ送给网守，网守在路由表中查找目的网关的IP地址，如果目的网关不在本区域中，向上级网守或邻近网守请求在别的区域中查找。找到目的网关后在ACF中返回其IP地址，未找到返回ARJ。网守到网守的通信方式遵循H.225.0 Annex G的建议。

4、带宽管理：由于每个网关接入到Internet的带宽有限，为了避免在话务高峰期造成网络拥塞，影响所有的呼叫，网守可设定进行带宽管理，网关在ARQ中填入所需的带宽，网守判断有无足够的带宽资源，如果资源不足，就拒绝呼叫。由于呼叫所需的带宽取决于语言编码的类别、是否采取静音、每个RTP包带几帧数据等，因此，在ARQ中的带宽应按最大需求申请，在通话开始时，再用BRQ修改所需带宽。

5、路由管理：为了提高网络的可靠性和接通率，对话务流量进行分配，网守提供路由管理。在路由表中，每个区号可以对应多个路由，路由具有优先级，选路时先选高优先级路由，如果高优先级路由拥塞或不可达，再选低优先级的路由。当呼叫跨区域时，双方的网守可以直接建立联系，也可以通过上级网守联系，还可以通过别的同级网守联系，方式灵活，保证系统的灵活配置和网络的可靠性。具有相同区号和路由特性的网关可以组成网关组，选路时可以针对网关，也可以针对网关组。对某一网关组选路时，可以按每个网关的优先级，也可以按百分比在网关间进行流量分配。为了在某些情况下能与即不在本网守的控制下，也无法与其网守通信的网关互通，路由还可设为"独立网关"，直接与之通信。

6、安全性管理：由于Internet是一个开放的网络，容易遭到攻击，网守应提供基于H.235的安全机制，在相互通信的网关和网守之间、网守与网守之间设置密码，相互认证。为了与别的设备互通或别的原因，网守也可以不提供基于H.235的安全性机制或也可以针对IP地址进行认证，根据对方的IP地址来判断对方是否是合法用户。

（二）呼叫处理功能

　网守除了进行RAS功能外，还需要具有呼叫处理功能，利用H.225.0和H.245进行呼叫的建立，能力交换，呼叫维护和结束呼叫等处理。对于PC-to-Phone业务，PC需要对网守发起呼叫。再由网守向被叫网关发起呼叫，网守在进行呼叫处理的时侯，其处理能力会下降很多。

（三）用户界面和参数设置

用户界面和参数设置部分完成路由表、网关数据表、网关组数据表、本网守数据设定等数据的输入、修改、保存和调试信息、日志信息、告警信息的管理和用户权限管理。

1、各种数据的管理：网守的数据主要有网关数据表、网关组数据表、网守数据表、路由表、国家信息表五个表格和本网守的各种设置，如RAS端口号，是否采用H.235，本网守的国家号和国家号前缀等。通过用户界面，可以实时修改大部分数据，少数参数如端口号等只能在系统初始化时设定，运行中禁止修改。所有的数据都可以保存在文件中，下次启动可直接使用。

2、告警信息管理：提供告警窗口，在系统出现异常时打印告警信息。

3、调试信息管理：可以输入一些命令，来控制系统的运行和显示某些感兴趣的信息，如VOS的内存信息，显示收到的消息等。

4、日志管理：记录网守所有的操作，以便进行问题跟踪等。

5、用户权限管理：对操作设置各级权限，根据权限确定用户对网守的操作。

（四）RADIUS Client程序

计费认证中心中保存着所有卡号用户的信息，当网关向网守发送ARQ请求对用户进行认证时，GK通过Radius Client向计费认证中心发送用户验证请求，等待计费认证中心的验证结果。呼叫开始通话时，网守收到网关的通知后通过Radius Client向计费认证中心发送计费开始消息，通话结束后发送计费结束消息。

（五）网管功能

网守支持SNMP，通过运行SNMP代理，与网管中心建立联系。

来源：全球IP通信联盟